JP3837347B2 - Power steering device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スライディングバルブを備えたパワーステアリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図3に示す従来例は、ハウジング1にセクターギヤ2を組み込むとともに、このセクターギヤ2を図示していないピットマンアームなどを介して車輪に連係している。また、図示していないハンドルに連係する入力軸3を、ハウジング1に挿入するとともに、この入力軸3には、所定のリード角を有するボールスクリュー4を形成している。
上記入力軸3と同軸上には、ボールナット5を設け、このボールナット5と上記ボールスクリュー4との間に、ボールチューブ6により循環自在とした複数のボール7を介在させている。そして、ボールナット5に形成したラック8を、上記セクターギヤ2の歯2aにかみ合わせることで、図示していないハンドルを車輪側に機械的に連係している。
【0003】
上記ハウジング1の一端には、プラグ9を固定するとともに、このプラグ9内に軸受10を設けている。そして、この軸受10によって、入力軸3を回転自在で、しかも、軸方向にも摺動可能に支持している。
また、上記プラグ9内にはシール部材14を設けるとともに、このシール部材14によってハウジング1内の流体の漏れを防止している。
一方、上記入力軸3は、ハウジング1との間に設けた軸受16によっても支持されている。そして、この軸受16によっても、入力軸3を回転自在に支持するとともに、軸方向にも摺動できるようにしている。
なお、入力軸3の外周とプラグ9との間にグリース15を充填し、このグリース15によって入力軸3が軸方向に滑らかに動くようにしている。
【0004】
上記入力軸3には、スラストワッシャ17を設け、このスラストワッシャ17をハウジング1の他端面と同一面上となるように配置している。そして、入力軸3のハウジング1の他端面から突出する外周面にスプール18を設け、その一端を上記スラストワッシャ17に当接させている。
ハウジング1の他端には筒状のバルブボディ19を固定するが、このバルブボディ19は、スプール18と同じ長さのアウター部20と、スプール18の長さよりも短いインナー部21とから構成されている。そして、このインナー部21内に上記スプール18を摺動自在に組み込んでいる。また、このようにスプール18を組み込むと、スラストワッシャ17とインナー部21との間に隙間22が形成される。
【0005】
さらに、入力軸3には、別のスラストワッシャ23を設け、このスラストワッシャ23にスプール18の他端を当接させている。したがって、スプール18は、スラストワッシャ17,23に挟まれる格好となり、このスラストワッシャ23とインナー部21との間にも隙間24が形成される。
なお、バルブボディ19の端部には、カバー25を固定する。このとき、スラストワッシャ23は、カバー25のバルブボディ19固定面と同一面上に配置されることになる。
また、このカバー25内を、図示していない配管等を介してタンクに接続している。そして、このカバー25内を、低圧室11としている。
さらに、ハウジング1とプラグ9と入力軸3とで囲まれた空間や、この空間と軸受16を構成しているインナーレースとアウターレース間の隙間を通して連通しているセクターギヤ2を配置した空間にも、カバー25内と同様に、図示していない配管を介してタンクに接続しており、これら両空間を低圧室40としている。
【0006】
上記バルブボディ19には、アウター部20とインナー部21とにまたがるような格好で、スプリング孔26を形成している。そして、このスプリング孔26にセンタリングスプリング27を設けるとともに、その一端をハウジング1の端部及びスラストワッシャ17に当接し、また、その他端をカバー25の端部およびスラストワッシャ23に当接させている。したがって、このセンタリングスプリング27の弾性力により、スプール18が図3に示す中立位置を保つ。そして、入力軸3が軸方向に移動すれば、スプール18がセンタリングスプリング27に抗してインナー部21内をストロークする。ただし、このストローク量は、上記隙間22,24の範囲で規制されることになる。このように、バルブボディ19のインナー部21と、このインナー部21に摺動自在に組み込んだスプール18とが相まって、制御バルブとしてスライディングバルブVを構成している。
なお、前記したスラストワッシャ17とスラストワッシャ23は、同じ外径寸法を有しているのが一般的である。
【0007】
また、上記スライディングバルブVには、図示していないパワーシリンダを接続している。そして、このパワーシリンダの作動を、スライディングバルブVを切り換えることによって制御するようにしている。これにより、セクターギヤ2の回転動作を補助して車輪が転舵される。
【0008】
次に、この従来の装置の作用を説明する。
ハンドルを回転させない場合には、スライディングバルブVが図示する中立位置を保つ。このようにスライディングバルブVが中立位置にあれば、パワーシリンダに圧油は供給されない。
一方、ハンドルを回転させると、入力軸3が回転し、その回転力がボールスクリュー4からボール7を介してボールナット5に伝えられる。ボールナット5は、セクターギヤ2にかみ合っている。そのため、車輪側の接地抵抗などにより、通常はこのセクターギヤ2の回転方向の動きを抑制しているため、ボールナット5の移動が規制されて、上記回転力がボールナット5を介して反力となってボールスクリュー4すなわち入力軸3に作用する。そして、この反力により入力軸3がボールスクリュー4のリード角に沿って回転しながら軸方向に移動することになる。
【0009】
このようにして入力軸3が軸方向に移動すると、スプール18がインナー部21内を摺動し、スライディングバルブVが切り換わる。そして、図示していないパワーシリンダが作動することになる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の装置では、カバー25内の低圧室11を、配管等を介してタンクに連通させているが、この配管等で生じる配管抵抗の分だけ、低圧室11内の圧力が僅かながら上昇する。そして、この僅かながら上昇した低圧室11内の圧力が、入力軸3およびスラストワッシャ23の端面に作用する。一方、この低圧室11とスライディングバルブVを挟んで反対側の低圧室40にも、低圧室11と同じ圧力が導かれているが、この低圧室40側では、入力軸3が端面を有していないことにより、低圧室40内の圧力はスラストワッシャ17にのみ作用する。したがって、この入力軸3には、前記した圧力が作用する面積差の違いにより、図中右方向の推力が作用することになる。このような推力が入力軸に作用していると、スライディングバルブVを右方向に切り換える場合と、左方向に切り換える場合とでは、加える力の大きさが違ってくる。すなわち、入力軸3を右方向に動かしてスライディングバルブVを切り換える場合には、低圧室11側からの推力が入力軸3のシール部材14部分の断面積に相当する分だけ、入力軸3に加える力は小さくて足りる。これに対して左方向に入力軸3を動かしてスライディングバルブVを切り換える場合には、低圧室40側で発生する入力軸3のシール部材14部分の断面積に相当する推力を増やす必要があり、その分、加える力を大きくしなければならない。
【0011】
このようにスライディングバルブVの切り換え方向に応じて生じる力の差は、それほど大きくないが、入力軸3に連係したハンドルの直径が小さくなったり、背圧が上昇したりすると、この力の差が増幅される。そのため、右に操舵した場合と左に操舵した場合の操舵力の差がアンバランスとなり、ドライバーに違和感を与えるという問題があった。
この発明は、操舵する方向によって操舵力の差が生じないパワーステアリング装置を得ることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、ハウジングと、このハウジング内に一端を挿入するとともに、上記ハウジングに対して回転および軸方向の移動を可能にした入力軸と、入力軸の上記一端に貫通して設けるとともに、入力軸と同期して移動するスライディングバルブとを備え、上記スライディングバルブと径方向で対向配置したハウジングとで制御バルブを構成し、上記制御バルブの両端がタンク側に連通するようにしたパワーステアリング装置において、上記スライディングバルブのいずれか一方の側面に、このスライディングバルブに対して軸方向の弾性力を付与する弾性体を設け、上記ハウジング内の制御バルブに導かれた圧力によって常時入力軸に対して一方向に作用している軸方向の推力を、上記弾性体のイニシャルセット荷重によってキャンセルする構成にしたことを特徴とする。
【0013】
第2の発明は、上記第1の発明において、ハウジング側に当接する弾性体の一端の外周を、ハウジングに嵌合することによって、ハウジングに対する弾性体の径方向のがたつきを防止することを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1に示す第1実施形態は、スラストワッシャ17とハウジング1との間にこの発明の弾性体に相当する円錐コイルスプリングSを介在させた点を特徴とし、それ以外の構成については前記従来例と全く同じである。したがって、前記従来例と同じ構成に要素については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0015】
上記円錐コイルスプリングSは、その直径の広い一端側をハウジング1に形成した凹部1aの角に押し付け、その直径の狭い他端側をスラストワッシャ17に押し付けている。このようにハウジング1の凹部1a内にがたつくことなく円錐コイルスプリングSを配置することで、この円錐コイルスプリングSのイニシャルセット荷重を、スラストワッシャ17にばらつくことなく作用させるようにしている。
また、スラストワッシャ17側においては、円錐コイルスプリングRがこのスラストワッシャ17にのみ当接し、ハウジング1側には接触しないようにしている。このようにすることで、円錐コイルスプリングSのイニシャルセット荷重のヒステリシスをなくし、このイニシャルセット荷重がスラストワッシャ17に対して有効に作用するようにしている。
【0016】
このようにした円錐コイルスプリングSは、そのイニシャル荷重を次のようにして決めている。上記したように、入力軸3には、配管の圧力損失などが原因で生じる低圧室11,40の圧力作用で、図面右方向の推力が常時作用している。この入力軸3に対して右方向に常時作用する推力の大きさは、低圧室11内の圧力に、シール部材14によって外部との連通が遮断された入力軸3の断面積を掛け合わせたものである。そこで、この実施形態では、低圧室11に生じる圧力を測定して、入力軸3に作用する推力を事前に求める。そして、この求めた推力に等しい大きさに、円錐コイルスプリングのイニシャルセット荷重を設定するようにしている。
【0017】
上記のように円錐コイルスプリングSのイニシャルセット荷重を設定すれば、低圧室11、40内の圧力によって入力軸3に作用する推力がキャンセルされる。そのため、スライディングバルブVを右方向に切り換える場合と、左方向に切り換える場合とで、加える力の大きさが等しくなる。したがって、右方向にハンドルを操作する場合の操舵トルクと、左方向にハンドルを操作する場合の操舵トルクとが等しくなり、ドライバーに違和感を与えることを防止できる。
【0018】
図2に示した第2実施形態は、ハウジング1内にパワーシリンダを組み込んだものである。その他の構成については前記第1実施例と同じなので、同じ構成要素については同じ符号を付し、第1実施例と相違する点を中心に説明する。
ハウジング1内には、ボールナット30を摺動自在に組み込んでいる。このボールナット30にもラック8を形成し、このラック8をセクターギヤ2の歯2aにかみ合わせている。また、このボールナット30に、ボール7を介して入力軸3の回転力が伝達されるようにしている。
【0019】
このようにしたボールナット30は、その外周にシール部材31を設けることで、ハウジング1との間のシール性を確保するとともに、その内周にシール部材35を設けることで、入力軸3との間のシール性を確保している。一方、ハウジング1にはシール部材36を設け、入力軸3との間のシール性を確保している。そして、これらシール部材31,35,36と、シール部材14とによって、ハウジング1内に第1圧力室32と第2圧力室33とを区画形成し、パワーシリンダPSを構成している。
【0020】
上記パワーシリンダの第1、第2圧力室32,33には、図示していない油路を介してスライディングバルブVを接続している。そして、このスライディングバルブVの切り換え方向に応じて、パワーシリンダの動きを制御するようにしている。また、このようにしてピストン機能を有するボールナット30が作動すると、これにかみ合うセクターギヤ2が回転して車輪が転舵することになる。
【0021】
このようにした第2実施形態でも、上記第1実施形態と同様に、円錐コイルスプリングSをスラストワッシャ17とハウジング1との間に介在させている。そして、この弾性体のイニシャルセット荷重を入力軸3に作用させることによって、低圧室11,40内の圧力で入力軸3に生じる図面右方向の推力をキャンセルするようにしている。
したがって、スライディングバルブVを右方向に切り換える場合と、左方向に切り換える場合とで、加える力の大きさが等しくなり、ドライバーに違和感を与えることがない。
【0022】
なお、上記第1,第2実施形態では、円錐コイルスプリングSを用いているが、円錐コイルスプリングSの代わり通常のコイルスプリングでもいいし、板バネなどを用いてもよい。つまり、この発明の弾性体としては、入力軸3にイニシャル荷重を作用させるものであればどのようなものでもよい。
また、上記第1,第2実施形態では、スラストワッシャ17とハウジング1との間に円錐コイルスプリングSからなる弾性体を設けているが、低圧室11側から作用する推力をキャンセルする力を入力軸3に作用することができれば、弾性体をどこの位置に設けてもよい。例えば、ハウジング1の外部の入力軸3に弾性体を設けてもよい。
【0023】
さらに、上記第1、第2実施形態では、ボールナットを利用したパワーステアリング装置について説明したが、ボールナットに代えて、アクメネジを利用したタイプのパワーステアリング装置にもこの発明を用いることができる。
【0024】
【発明の効果】
この発明によれば、ハウジング内の制御バルブ両端に導かれた圧力によって、常時入力軸に対して一方向に作用する軸方向の推力を、弾性体のイニシャルセット荷重によってキャンセルしたので、右方向に操舵した場合と左方向に操舵した場合の操舵力が等しくなる。
したがって、操舵時にドライバーに違和感を与えることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態の断面図である。
【図2】第2実施形態の断面図である。
【図3】従来例の断面図である。
【符号の説明】
1 ハウジング
3 入力軸
14 シール部材
V スライディングバルブ
S この発明の弾性体に相当する円錐コイルスプリング[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power steering apparatus provided with a sliding valve.
[0002]
[Prior art]
In the conventional example shown in FIG. 3, a sector gear 2 is incorporated in the
A
[0003]
A
Further, a seal member 14 is provided in the
On the other hand, the
In addition,
[0004]
A
A
[0005]
Further, another
A
Further, the inside of the
Further, in a space surrounded by the
[0006]
A
Note that the thrust washer 17 and the
[0007]
A power cylinder (not shown) is connected to the sliding valve V. The operation of the power cylinder is controlled by switching the sliding valve V. Thereby, the wheel is steered by assisting the rotation operation of the sector gear 2.
[0008]
Next, the operation of this conventional apparatus will be described.
When the handle is not rotated, the sliding valve V maintains the neutral position shown in the figure. If the sliding valve V is in the neutral position in this way, no pressure oil is supplied to the power cylinder.
On the other hand, when the handle is rotated, the
[0009]
When the
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conventional apparatus, the low pressure chamber 11 in the
[0011]
Thus, the difference in force generated according to the switching direction of the sliding valve V is not so large. However, when the diameter of the handle linked to the
An object of the present invention is to obtain a power steering device in which a difference in steering force does not occur depending on a steering direction.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The first invention includes a housing, an end inserted into the housing, an input shaft that can rotate and move in the axial direction with respect to the housing, a penetrating through the one end of the input shaft, A power steering device comprising a sliding valve that moves in synchronization with the input shaft, and a control valve that is configured by a housing that is opposed to the sliding valve in the radial direction so that both ends of the control valve communicate with the tank side The sliding valve is provided with an elastic body that applies an elastic force in the axial direction to the sliding valve on one side surface, and is always applied to the input shaft by the pressure guided to the control valve in the housing. Axial thrust acting in one direction is canceled by the initial set load of the elastic body Characterized in that the configuration that.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the outer periphery of one end of the elastic body that contacts the housing side is fitted to the housing, thereby preventing the radial movement of the elastic body relative to the housing. Features.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The first embodiment shown in FIG. 1 is characterized in that a conical coil spring S corresponding to the elastic body of the present invention is interposed between a
[0015]
The conical coil spring S has one end with a large diameter pressed against the corner of the recess 1 a formed in the
On the
[0016]
The conical coil spring S thus configured determines its initial load as follows. As described above, the thrust in the right direction in the drawing is constantly acting on the
[0017]
If the initial set load of the conical coil spring S is set as described above, the thrust acting on the
[0018]
In the second embodiment shown in FIG. 2, a power cylinder is incorporated in the
A
[0019]
The
[0020]
A sliding valve V is connected to the first and
[0021]
Also in the second embodiment thus configured, the conical coil spring S is interposed between the
Therefore, the magnitude of the applied force is equal between when the sliding valve V is switched to the right and when it is switched to the left, so that the driver does not feel uncomfortable.
[0022]
In the first and second embodiments, the conical coil spring S is used. However, instead of the conical coil spring S, a normal coil spring or a leaf spring may be used. In other words, any elastic body may be used as long as it applies an initial load to the
In the first and second embodiments, the elastic body made of the conical coil spring S is provided between the
[0023]
Further, in the first and second embodiments, the power steering device using the ball nut has been described. However, the present invention can also be used for a power steering device using an acme screw instead of the ball nut.
[0024]
【The invention's effect】
According to the present invention, the axial thrust that always acts in one direction with respect to the input shaft by the pressure introduced to both ends of the control valve in the housing is canceled by the initial set load of the elastic body. The steering force is the same when steered and steered leftward.
Therefore, it is possible to prevent the driver from feeling uncomfortable during steering.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a first embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a second embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
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JP2003276620A JP2003276620A (en) | 2003-10-02 |
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